Устройства, ускоряющие прогрев двигателя

Для облегчения пуска двигателя и ускорения его прогрева могут дополнительно устанавливаться специальные подогреватели. В качестве посторонних источников энергии могут применяться: 1. Электрическая энергия; 2.Энергия, выделившаяся при сгорании топлива; 3.Энергия, запасённая (сохранённая) в специальном термос-аккумуляторе.

Причем энергию можно подводить к маслу и к охлаждающей жидкости. Это обеспечивает хорший пуск, уменьшает износ двигателя, снижает расход топлива и выброс токсичных веществ за период прогрева.

Одной из важных проблем при пуске и работе дизельного двигателя в условиях пониженных температур является подогрев дизельного топлива в предпусковой период и поддержание его температуры при работающем двигателе. На рис. П8 приведена схема автоматизированной системы подогревателя топлива.

.

Рис. П 8. Автоматизированная система подогревателя топлива фирмы:

1 – двухцветный светодиод; 2 – предпусковой подогреватель; 3 – подача нагретого топлива при пуске; 4 – подача подогретого топлива при работающем двигателе; 5 – проточный подогреватель; 6 – холодное топливо; 7 – электронный блок управления;

Выпускаются для дизельных двигателей подогреватель топлива выполненный в виде бандажа, одеваемого на фильтр тонкой очистки. Время разогрева 3…5 минут в зависимости от температуры окружающей среды. Кроме того, выпускается обогреваемый топливозаборник, обеспечивающий предварительный электроподогрев фильтрующей сетки топливозаборника зе 2…3 минуты до запуска с целью очистки ее от нефтяных парафинов и подогрева топлива в приемном стакане.

Рис. П 9. Системы подключения подогрева топлива:

а — последовательно с радиатором отопителя; б — параллельно с радиатором отопителя; 1 — радиатор отопителя; 2 – система кранов управления подогревом; 3 – приемный стакан топливозаборника; 4 – насос охдаждающей жидкости.

После запуска двигателя и прогрева охлаждающей жидкости подогрев топлива осуществляется за счет ее циркуляции в кожухе топливозаборника при отключенном электроподогревателе.. Температура топлива на выходе из топливозаборника поддерживается в пределах от +24 о С при его расходе 64 л/ч до +12 при расходе 100 л/с

Один из вариантов предпускового подогрева двигателя это установка электрической спирали в рубашку охлаждения двигателя. При подаче на нее напряжения она нагревается и разогревает охлаждающую жидкость. Чем больше ток, тем скорее прогреется двигатель. Для равномерного прогрева двигателя в систему встраивается циркуляционный насос с электрическим приводом. Такая система подогрева позволяет полностью прогреть двигатель еще до запуска. Следовательно, комфорт и безопасность с первых минут движения, меньший расход топлива и износ деталей двигателя, а также сокращение выброса продуктов неполного сгорания СО, СН. Преимуществом данной системы является возможность прогрева двигателя в непроветриваемых помещениях, кроме того они практически бесшумны, имеют невысокую себестоимость.

Один из недостатков данной системы заключается в том, что здесь необходим внешний источник электрической энергии, вследствие чего система становится не автономной. Кроме того, необходимы достаточно значительные затраты электроэнергии, которые определяются временем прогрева и литражом (массой) двигателя. Например, для двигателя объемом 4.0 л потребляемая мощность составляет порядка 9.3 кВт.

Основные элементы данной системы это: спираль накаливания, которая одновременно играет роль предохранителя; бак (в который помещена спираль и через который циркулирует охлаждающая жидкость). Для двигателей с небольшим литражом бак не нужен, так как спираль помещается непосредственно в рубашку системы охлаждения; электрический циркуляционный насос; блок управления; силовой кабель, с мини розеткой, прокладывающийся в подкопотном пространстве; провод удлинитель, для подключения к внешнему источнику электроэнергии; подогреватель салона; зарядное устройство.

Данная система получила наиболее широкое распространение в Канаде, так как там распространено одноэтажное строительство и кроме того машинные места оснащены источниками электрической энергии.

Другой тип подогревателя это устройства, использующие энергию, выделившуюся при сгорания топлива.

При использовании данной системы в рубашку охлаждения двигателя встраивается дополнительный узел- подогреватель. В корпусе подогревателя расположены следующие элементы: а) камера сгорания (отливка из нержавеющей стали), в которой происходит сгорание топлива; б) свеча накаливания, воспламеняющая впрыснутое топливо; в) теплообменник внутри которого циркулирует охлаждающая жидкость; г) вентилятор, продувающий горячие газы через теплообменник; д) дополнительный насос с электрическим приводом, обеспечивающий циркуляцию жидкости через двигатель; е) дозировочный топливный насос, ж) датчики, з) блок управления с диагностикой, глушитель, патрубок с воздушным фильтром, соединительные патрубки.

Подогреватель устанавливается либо за подкрылком, на лонжероне около переднего колеса, либо перед радиатором на усилители бампера, либо в любом другом доступном для установки месте подкопотного пространства.

Работа подогревателя регулируется автоматически электронным блоком управления, в зависимости от температуры охлаждающей жидкости в контуре переключающим его в режим полной (работает с максимальной мощностью), частичной (с половинной мощностью) нагрузки или регулировочной паузы (временное отключение).

Момент запуска, режим и продолжительность работы устанавливаются пользователем с помощью таймера и/ или систем дистанционного управления. Установка подогревателей значительно упрощена благодаря их компактности, широкому диапазону установочных положений, минимальному числу подключаемых коммуникаций и водостойким штекерным разъёмам, позволяющим устанавливать их и в «проблемных» местах.

Устройства, использующие энергию, выделившуюся при сгорания топлива, имеют ряд преимуществ. Например, они автономны, т. е. не привязаны к внешним источникам электрической энергии. Они имеют меньшие габариты по сравнению с устройствами, использующими электрическую энергию и термос-аккумуляторами, они обеспечивают довольно быстрый прогрев двигателя (время прогрева от -35 до +5 составляет 25 мин., а у устройств, использующих электрическую энергию – более 40 мин.).

Однако есть и весьма существенные недостатки: системы не могут применяться в плохо вентилируемых помещениях и в местах, где возможно образование горючих паров или пыли, вблизи от воспламеняющихся материалов и т.д. Объясняется это наличием пламени внутри системы и повышенным расходом топлива при максимальной нагрузке, что приводит к загазованности закрытого помещения. Для двигателя рабочим объемом около 4 литров пиковый расход составляет 1.2 л.

Еще одно достаточно интересное решение это система, основанная на принципе «теплового аккумулятора». Принцип их действия уникален и прост. Специальный термос-аккумулятор во время работы мотора заряжается горячей охлаждающей жидкостью и хранит ее в течение 36-48 часов. Перед пуском двигателя эта жидкость при помощи специального электрического насоса прогоняется через двигатель. Существующие типоразмеры теплового аккумулятора позволяют устанавливать УОПД на бензиновые и дизельные двигатели с рабочим объемом от 1 до 9 литров.

Основной элемент данной системы это тепловой аккумулятор. Он встраивается в контур системы охлаждения, в котором расположена печка отопителя на выходе из головки блока цилиндров. Перед пуском запас горячей жидкости есть только в Тепловом Аккумуляторе (ТА). Человек садится в холодную машину и нажимает на пульте кнопку «Пуск». Электромагнитный клапан (гидрораспределитель) сообщает тепловой аккумулятор с рубашкой охлаждения. В течение 1 минуты электронасос перекачивает горячую охлаждающую жидкость (ОЖ) из теплового аккумулятора в рубашку охлаждения двигателя и в печку. В результате чего происходит прогрев до температуры безопасного пуска. Двигатель прогрет и его можно безбоязненно запустить. Кроме того, горячая охлаждающая жидкость появилась и в отопителе салона (и это еще до запуска двигателя). Дальнейший прогрев системы происходит за счет двигателя. Тепловой аккумулятор отключен гидрораспределителем (ГР).

При полном прогреве системы каждые 20 минут включается электронасос, запасая в ТА жидкость максимальной температуры. Это делается автоматически, с помощью Блока Управления (БУ). Теперь, с запасом горячей ОЖ, можно быть готовым к выключению двигателя и стоянке на морозе. Термос-аккумулятор во время работы мотора заряжается горячей охлаждающей жидкостью и хранит ее в течение 36-48 часов. После охлаждения двигателя запас горячей жидкости есть только в тепловом аккумуляторе, благодаря которому очередной прогрев двигателя после холодной стоянки произойдет без участия двигателя и всего за 1 минуту.

Согласно экспериментальным исследованиям при температуре окружающего воздуха -20 о С и стоянке в течение 10-12 часов после цикла прогрева температура жидкости в головке блока цилиндров составляет +12 о С. Время прогрева до +40 о С уже работающего мотора сокращается в 4 раза, а до рабочей температуры (+80 о С) — в 2 раза. Расход топлива в режиме прогрева уменьшается на 40-50% и приблизился к летним показателям.

Еще одно из преимуществ разработанной системы в том, что ее стоимость в 4-6 раз ниже цены топливных подогревателей. Тепловой аккумулятор значительно проще по конструкции, не потребляет топливо, не нагружает аккумулятор и пожаробезопасен. Он не требует подключения к сети электропитания, как электрические подогреватели, и может использоваться где и когда угодно.

Как быстро прогреть машину

Вопрос о том, как быстро прогреть машину, волнует многих автовладельцев с наступлением холодов. Ведь греть необходимо не только непосредственно двигатель, но и салон. Существует несколько действенных методов, помогающих быстро прогреть авто зимой. Для этого можно, использовать специальные вставки в систему охлаждения, пользоваться автоподогревом, разогревать двигатель и/или салон с помощью портативных фенов, использовать специальные подогреватели, термоаккумуляторы. Далее приведен список методов, помогающих за кратчайшее время разогреть машину даже в самые сильные морозы.

Общие рекомендации по ускорению прогрева

Для начала перечислим общие рекомендации, о которых необходимо знать любому автовладельцу, проживающему в соответствующих широтах. В первую очередь нужно помнить о том, что греть мотор нужно только на холостых оборотах, чтобы не прикладывать к нему значительную нагрузку. Обязательно следите за зарядом аккумулятора вашего автомобиля. И не включайте никаких электроприборов на незаведенной машине. Дайте сначала двигателю запуститься и нормально прогреться. Для некоторых современных иномарок допускается их прогрев на ходу, но при соблюдении двух обязательных условий. Во-первых, при малых оборотах двигателя (около 1000 об/мин). А во-вторых, в случае, если мороз на улице незначительный (не ниже -20° и при условии использования моторного масла с соответствующей вязкостью). Однако все же лучше прогревать даже иномарки на холостых оборотах, поскольку так вы сможете сохранить ресурс двигателя, в частности, кривошипно-шатунного механизма.

Для запуска и ускоренного прогрева рекомендуем воспользоваться следующим алгоритмом действий:

• забор воздуха к печке должен быть включен с улицы;
• перевести производительность климат-контроля на минимальное значение (при его наличии, в противном случае поступить аналогично с печкой);
• включить режим обдува окон;
• включить вентилятор печки или климат-контроля;
• если есть подогрев сидений, можно включить его;
• когда температура охлаждающей жидкости будет в районе +70°С, можно включить на печке теплый режим, параллельно отключив забор воздуха с улицы.

Что касается времени, в течение которого стоит прогревать двигатель, то как правило, для этого достаточно 5 мин. Однако тут существует несколько нюансов. Если у вас старенькая машина, двигатель которой прогревается не так быстро, то этого времени может быть и недостаточно. Но по действующим Правилам Дорожного Движения транспортное средство не может находиться в месте скопления людей с двигателем, работающим на холостых оборотах, более 5 минут. В противном случае предусмотрен штраф. Но если машина стоит в гараже или на стоянке, то этим требованием можно пренебречь. А за время, пока двигатель будет греться, можно очистить наледь со стекла и боковых зеркал.

Для быстрого прогрева будет более эффективным использование дополнительных устройств и приспособлений, предназначенных для ускорения нагрева силового агрегата автомобиля.

Зачем вообще греть машину

Перед тем как мы перейдем к рассмотрению вопроса о том, как быстро прогреть автомобиль, необходимо выяснить, зачем вообще необходимо выполнять эту процедуру. Ответом на этот вопрос будет ряд причин. Среди них:

• При отрицательной температуре технологические жидкости, залитые в разные системы автомобиля, загустевают и не могут в полной мере выполнять возложенные на них функции. Это касается моторного масла, смазки подшипников (в том числе, смазки ШРУСа), охлаждающей жидкости и так далее.
• Геометрические размеры отдельных узлов двигателя в замерзшем состоянии меняются. Изменения хоть и незначительны, но их вполне достаточно для того, чтобы изменились зазоры между деталями. Соответственно, при работе в холодном режиме увеличится их износ и уменьшится общий ресурс мотора.
• Холодный двигатель работает нестабильно, особенно при нагрузках. Это касается как старых карбюраторных, так и более современных инжекторных двигателях. Могут наблюдаться пропуски в его работе, уменьшения тяги и снижение динамических характеристик.
• Непрогретый мотор потребляет больше топлива. Это связано с тем, что за короткое время нужно значительно поднять температуру металлического агрегата и отдельных его частей.

Таким образом, даже кратковременный прогрев двигателя при отрицательной температуре значительно продлит срок эксплуатации мотора и других механизмов машины.

С помощью чего ускорить прогрев двигателя

Список приспособлений, которые помогают ускорить прогрев входят 4 основных:

• электронагревательные предпусковые обогреватели;
• жидкостные предпусковые обогреватели;
• термоаккумуляторы;
• подогреватели топливопроводов.

Все они имеют свои преимущества и недостатки. Однако из данного списка мы рассмотрим лишь первых два типа, поскольку остальные не пользуются большой популярностью в силу разных причин, в том числе и низкой эффективности, сложности монтажа, эксплуатации, а также вреда, который они могут принести отдельным узлам машины.

Электронагревательные обогреватели

Существует четыре типа таких подогревателей:

• блочные;
• патрубочные;
• выносные;
• внешние.

Такой тип подогреватель является наиболее оптимальным, поскольку им можно пользоваться даже в самый сильный мороз, и эти устройства не теряют своей эффективности. Единственным их существенным недостатком является потребность в наличии внешней бытовой розетки с напряжением 220 В, хотя существуют и автономные электрические нагревательные пластины, но стоят они очень дорого, а их эффективность крайне мала, особенно при больших морозах.

Жидкостные обогреватели

Пример автономного обогревателя

Их второе название — топливные, поскольку они работают с использованием горючего. В схеме используется керамических штифт, который потребляет меньше тока для разогрева, чем металлический. Автоматика системы настроена таким образом, что подогреватель можно включать в любое время, даже тогда, когда водителя нет рядом. Это дает удобство для прогрева машины перед выездом.

К преимуществам автономных подогревателей относится высокая эффективность, удобство эксплуатации, непосредственно автономность, широкие возможности настройки и программирования. К недостаткам — зависимость от аккумуляторной батареи, высокая стоимость, сложность монтажа, некоторые модели зависимы от качества используемого топлива.

На современных автомобилях встречаются даже такие системы как подогрев выхлопными газами, но это слишком сложно и невозможно заказать установку на авто не предусмотренные для таких систем.

Какой подогреватель лучше для двигателя: электро или автономный

Рассмотрим различные типы подогревателей двигателя — электрические и автономные. Узнаем сильные и слабые стороны у Старт М, Альянс, Вебасто, Эберспашер и других подогревателей. Какой лучше поставить
Подробнее

Еще несколько полезных советов по быстрому нагреву двигателя

Существует несколько незатратных и эффективных методов, с помощью которых вы сможете упростить зимний запуск мотора, и быстрее прогреть его до рабочей температуры. Несмотря на свою простоту, они действительно эффективны (хотя и в разной степени), поскольку используются уже не одно десятилетие автовладельцами в разных уголках нашей страны.

Итак, помните, что для быстрого прогрева двигателя можно:

Один из методов — утеплить радиатор

• Закрыть решетку радиатора каким-либо плоским, но плотным предметом. Чаще всего для этого используют вещи из кожзама (специальные чехлы) или банальные картонки. Они ограничивают поток холодного воздуха к радиатору, давая ему возможность не очень быстро охлаждаться. Только в теплое время года не забудьте удалить это «одеяло»! Но такой метод скорее поможет при движении.
• На время стоянки машины в гараже или возле подъезда можно укрыть двигатель аналогичным матерчатым предметом (одеялом). Единственный его плюс заключается в том, что двигатель ночью медленнее остывает.
• Если у вашей машины есть функция автозапуска (по температуре или таймеру), то имеет смысл воспользоваться ей. Так, если она работает от температуры (более продвинутый вариант), то при достижении сильных морозов двигатель на машине запустится сам. Аналогично по таймеру. Можно, например, установить автозапуск через каждые 3 часа. Это будет вполне достаточно при температуре до -20°С. Только в обоих случаях рекомендуется также включить печку в режиме забора воздуха из салона, с обдувом ног/стекол или ног/головы.
• Если в вашей машине есть подогрев сидений, то можно включить и его. Так вы ускорите прогрев салона.
• Перекрыть радиатор печки. Такое действие имеет два результата. Во-первых, из оборота исключается некоторое количество охлаждающей жидкости. Естественно, что меньшее ее количество прогреется быстрее, а значит, и быстрее подогреет двигатель и салон. Во-вторых, уменьшается вероятность закисания краника печки (особенно это актуально для отечественных машин). Закрывать ее нужно по окончании поездки. После чего в мороз запускать двигатель, и когда температура охлаждающей жидкости будет составлять порядка +80°С…+90°С, вновь открыть ее.

Врезка клапана в систему охлаждения

Эти нехитрые советы помогут вам ускорить прогрев двигателя практически любого автомобиля. Они проверены многократно, и эффективно работают, судя по отзывам автовладельцев различных машин.

Заключение

Первое, что вы обязательно должны помнить и чему должны следовать — любую машину на морозе необходимо прогревать! Все зависит лишь от потраченного на это времени и соответствующих условий. Ведь езда на непрогретом автомобиле значительно снижает ресурс его отдельных агрегатов и механизмов. Ну, а чтобы не тратить на это много времени можно воспользоваться разными методами — начиная с автоматических (использование автопрогрева по температуре или таймеру) и заканчивая самыми простыми, например, открытием/закрытием краника печки. Возможно, вы знаете еще какие-нибудь методы, позволяющие ускорить прогрев двигателя. Пожалуйста, напишите об этом в комментариях.